12. Đồ án Thiết kế bệ thử phanh ô tô

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kính tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hoá và hành khách. Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ôtô đã trở thành một trong những phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hành khách.Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, ngành chế tạo ôtô đã đạt được nhiều tiến bộ vượt bậc. Ô tô ngày càng được cải thiện, tải trọng vận chuyển tăng lên, tốc độ ngày càng cao, tính kinh tế và độ bền nâng cao... Đi đôi với việc cải tiến mẫu mã, nâng cao tính tiện nghi, giảm giá thành..., một trong những ưu tiên hàng đầu của các nhà chế tạo ô tô là nâng cao tính an toàn cho người sử dụng. Quan trọng nhất trong các hệ thống an toàn của ô tô là hệ thống phanh. Với tốc độ gia tăng về số lượng cũng như về chủng loại của các phương tiện giao thông đường bộ dẫn đến một nhu cầu cấp thiết là phải đặt ra một hệ thống kiểm tra an toàn cho các loại phương tiện cơ giới đường bộ. Để đảm bảo tính chính xác, khách quan cho việc đánh giá kết quả kiểm tra này, cần thiết phải có một loạt các thiết bị kiểm tra chuyên dùng. Do đó em chọn đề tài “Thiết kế bệ thử phanh ô tô”. Sau thời gian hơn ba tháng tìm hiểu nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình của Thầy T.s Nguyễn Hoàng Việt đến nay em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp được giao. Với những nhận thức còn hạn chế về nhiều mặt, đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự thông cảm và nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy giáo, cô giáo, các kỹ sư cũng như các bạn bè sinh viên.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bệ thử phanh ôtô LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển to lớn tất ngành kính tế quốc dân địi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hoá hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá hành khách.Với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, ngành chế tạo ôtô đạt nhiều tiến vượt bậc Ơ tơ ngày cải thiện, tải trọng vận chuyển tăng lên, tốc độ ngày cao, tính kinh tế độ bền nâng cao Đi đơi với việc cải tiến mẫu mã, nâng cao tính tiện nghi, giảm giá thành , ưu tiên hàng đầu nhà chế tạo ô tô nâng cao tính an tồn cho người sử dụng Quan trọng hệ thống an toàn ô tô hệ thống phanh Với tốc độ gia tăng số lượng chủng loại phương tiện giao thông đường dẫn đến nhu cầu cấp thiết phải đặt hệ thống kiểm tra an toàn cho loại phương tiện giới đường Để đảm bảo tính xác, khách quan cho việc đánh giá kết kiểm tra này, cần thiết phải có loạt thiết bị kiểm tra chuyên dùng Do em chọn đề tài “Thiết kế bệ thử phanh ô tô” Sau thời gian ba tháng tìm hiểu nghiên cứu với hướng dẫn tận tình Thầy T.s Nguyễn Hồng Việt đến em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp giao Với nhận thức hạn chế nhiều mặt, đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em mong thơng cảm nhận nhiều ý kiến đóng góp thầy giáo, cô giáo, kỹ sư bạn bè sinh viên Đà Nẵng, ngày tháng năm 2007 Sinh viên thực : Ngơ Cơng Tới Sinh viªn thùc hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:0 Đồ án tèt nghiƯp ThiÕt kÕ bƯ thư phanh «t« MỤC ÐÍCH Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Ơ tơ phương tiện chủ yếu để vận chuyển hàng hóa hành khách tuyến đường Việt Nam nước khác giới Ngày với phát triển lớn mạnh khoa học- công nghệ kinh tế gia tăng dân số, nên địi hỏi số lượng tốc độ ơtơ tăng lên, dẫn đến mật độ phương tiện giao thơng ngày cao, vấn đề an tồn giao thơng vấn đề thiết xã hội quan tâm Việc nâng cao khả kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng phương tiện giới đường bắt buộc phải có thiết bị chuyên dụng Công tác lắp ráp, bảo dưỡng, sữa chữa ngành công nghiệp ôtô - máy kéo ngày ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật nhiều hơn, nhằm nâng cao độ xác đồng chất lượng sản phẩm Ðể xác định chất lượng hệ thống phanh ta sử dụng hai phương pháp sau đây: phương pháp thử phanh đường phương pháp thử phanh bệ thử - Ðối với phương pháp thử phanh đường: Ðây phương pháp phổ biến thời gian trườc đây, nước ta có số nơi sử dụng phương pháp Phương pháp có số ưu điểm vốn đầu tư ít, kết kiểm tra sát với điều kiện thực tế Tuy nhiên thử phanh phương pháp cần phải có diện tích sử dụng lớn, thời gian thử kéo dài, kết kiểm tra phụ thuộc vào chất lượng đường sá, thời tiết, chủ quan người kiểm tra Mặt khác, với tốc độ ngày cao phương pháp gây an tồn cho người lái phương tiện, tiêu tốn nhiên liệu, rung động chi tiết - Ðối với phương pháp thử bệ thử: Là phương pháp đại có nhiều ưu điểm bật: Kết cấu nhỏ gọn thuận tiện cho việc bố trí điều kiện nhà xưỡng chật hẹp Kết đo có độ xác cao, dễ dàng khí hố, tự động hố lưu trữ kết phục vụ cho công tác thống kê phân tích hư hỏng Thời gian thao tác nhanh, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, điều kin ng sỏ Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bƯ thư phanh «t« Tuy nhiên, phương pháp cịn có nhược điểm sau: - Ðịi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn - Ðiều kiên thử không sát với kiện thực tế sử dụng xe Qua việc phân tích đánh giá ưu, khuyết điểm hai phương pháp thử Bênh cạnh phát triển khoa học kỹ thuật, việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng tiên tiến ưu tiên hàng đầu Việc thử phanh bệ thử đảm bảo tính đồng nhất, tính xác trung thực kết kiểm tra Nó đáp ứng hầu hết yêu cầu kỹ thuật, kinh tế xã hội thời đại ngày an toàn cho người phương tiện kiểm tra Với yêu cầu thực tế nêu đồng thời để làm quen với việc áp dụng kiến thức học vào thực tế Em chọn đề tài “Thiết kế bệ thử phanh ô tô tải trọng 10 trục” Trong phạm vi đề tài này, dựa sở lý thuyết học cộng với số bệ thử có, em tiến hành thực phân tích ưu nhược điểm số loại bệ thử để nghiên cứu thiết kế bệ thử phanh Thông qua đề tài với tận tình bảo thầy giáo hướng dẫn hội tốt để em củng cố vốn kiến thức học thu lượm thêm số kiến thức quý báu cho thân * Mục đích đề tài: Là tạo sở lý thuyết rỏ ràng việc thiết kế bệ thử phanh, thơng qua nâng cao hiệu sử dụng bệ thử Tức kết kiểm tra phanh phản ánh xác tăng tính bền sử dụng bệ thử * Ý nghĩa đề tài: Là tài liệu hữu ích cho muốn tìm hiểu lĩnh vực chẩn đốn tình trạng kỹ thuật tơ bệ thử Đặc biệt tài liệu tham khảo cho tự thiết kế, chế tạo bệ thử phanh để phục vụ cho công tác kiểm tra, nghiên cứu v sa cha Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bƯ thư phanh «t« TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 2.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TƠ 2.1.1 Cơng dụng hệ thống phanh Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô máy kéo dừng hẳn đến tốc độ Ngồi ra, hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên chỗ mặt đường ngang nghiêng Như vậy, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng - Nó cho phép tơ chuyển động an toàn chế độ làm việc - Nhờ mà người sử dụng phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ khai thác triệt để suất vận chuyển phương tiện 2.1.2 Yêu cầu hệ thống phanh Hệ thống phanh phải đảm bảo yêu cầu sau: - Luôn hoạt động ổn định, độ tin cậy cao, bền vững - Phanh êm dịu để đảm bảo tính tiện nghi an tồn cho người sử dụng - Ln đảm bảo tính ổn định điều khiển phanh - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Đảm bảo hệ số ma sát má phanh trống phanh ổn định điều kiện khác nhiệt độ, thời tiết Khả thoát nhiệt tốt - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực điều khiển tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển phù hợp - Để đảm bảo trình phanh êm dịu để người lái cảm giác, điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe (cơ cấu tỷ lệ) Khơng có tượng tự siết phanh - Để đảm bảo tính ổn định điều khiển ô tô phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thoả mãn điều kiện sau: - Lực phanh bánh xe phải tỷ lệ với lực pháp tuyến lên chúng Theo nghiên cứu, hệ số tỷ lệ lực phanh trọng lượng hệ s bỏm Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:3 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bệ thư phanh «t« - Sai lệch lực phanh bánh xe phải trái cầu phải nhỏ giới hạn cho phép - Không xảy tượng bó cứng, trượt lê bánh xe Để đảm bảo yêu cầu này, ô tô đại người ta sử dụng điều chỉnh lực phanh hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) 2.1.3 Các loại phanh Nhằm đảm bảo độ tin cậy, tính an tồn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh thiết kế bao gồm loại phanh sau: - Phanh chính: phanh sử dụng thường xuyên tất chế độ chuyển động, thường điều khiển bàn đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: dùng để phanh ô tơ trường hợp phanh bị hỏng, thường sử dụng dạng bầu tích lượng (lị xo, khí nén ) - Phanh dừng: dùng để giữ cho ô tô đứng yên chỗ dừng xe không làm việc Phanh thường điều khiển tay đòn nên gọi phanh tay Trên số ô tô người ta kết hợp phanh dừng phanh dự trữ - Phanh chậm dần: sử dụng cho loại tơ có tải trọng lớn hay hoạt động vùng đồi dốc, dùng để khống chế tốc độ động đổ dốc dài làm giảm tốc độ ô tô trước dừng hẳn Các loại phanh chậm dần thường gặp phanh động Các loại phanh dùng chung kiêm nhiệm chức nhau, chúng phải có hai phận điều khiển dẫn động độc lập 2.1.4 Phân loại hệ thống phanh - Căn theo vị trí bố trí cấu phanh, phanh chia loại: phanh bánh xe, phanh truyền lực - Căn theo dạng phần tử ma sát, phanh chia ra: phanh guốc, phanh đĩa, phanh dãi - Căn theo loại dẫn động, phanh chia ra: phanh khí, phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh điện từ, phanh liên hợp - Căn theo phương án bố trí dịng dẫn động, phanh chia ra: phanh dịng, phanh hai dịng độc lập, phanh hai dịng bố trí chộo Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:4 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bệ thư phanh «t« Ngồi ra, người ta cịn có số cách phân loại khác vào loại trợ lực phanh (chân khơng, khí nén ), vào phương pháp tác dụng (trực tiếp, gián tiếp ) v.v 2.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH Để đánh giá chất lượng q trình phanh dùng tiêu sau: gia tốc chậm dần, thời gian phanh, quãng đường phanh lực phanh 2.2.1 Tiêu chuẩn kiểm tra phanh Việt Nam Tiêu chuẩn 22-TCVN 224-2001 ban hành kèm theo Quyết định số 4134/2001/QĐ -GTVT ngày 05 tháng 12 năm 2001 giao thông vận tải dùng làm tiêu chuẩn kiểm tra cho phép ô tô lưu hành đường, nội dung phần tiêu chuẩn đánh giá hiệu phanh sau: [1] - Hiệu phanh thử đường: Điều kiện thử: mặt đường bê tông nhựa bê tông ximăng phẳng khô, hệ số bám (không nhỏ 0,6) Hiệu phanh đánh giá hai tiêu quãng đường phanh Sp (m) gia tốc chậm dần Jpmax (m/s2) với chế độ thử phương tiện không tải tốc độ 30km/h qui định sau: (bảng 2.1) Bảng 2.1 Tiêu chuẩn hiệu phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ôtô lưu hành đường Do Bộ GTVT Việt Nam quy định ngày 05 tháng 12 năm 2001 Chủng loại ô tô Quãng đường Gia tốc phanh phanh Jpmax (m/s2) Sp (m) Nhóm 1: tơ con, kể ô tô chuyên dùng đến 09 chỗ ngồi (kể người lái) Không lớn 7,2 Không nhỏ 5,8 Khơng lớn 9,5 Khơng nhỏ 5,0 Nhóm : tơ tải có trọng lượng tồn khơng lớn 8000kg, tơ khách có 09 chỗ ngồi (kể người lái) có tổng chiều dài khơng lớn 7,5m Nhóm 3: tơ đồn ụ tụ cú trng Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:5 Đồ án tốt nghiệp Thiết kÕ bƯ thư phanh «t« lượng tồn lớn 8000kg, ô tô khách 09 chỗ ngồi (kể người Không lớn 11 Không nhỏ 4,2 lái) có tổng chiều dài lớn 7,5 m Nhóm 4: mơ tơ bánh, xe lam xích lơ máy Không lớn 8,2 Khi phanh, quỹ đạo chuyển động ô tô không lệch so với phương chuyển động ban đầu không lệch khỏi hành lang 3,5 m Hiệu phanh thử băng thử: + Chế độ thử: phương tiện không tải - Tổng lực phanh không nhỏ 50% trọng lượng phương tiện không tải Go tất loại xe - Sai lệch trục: (giữa bánh bên phải bánh bên trái) KSL = KSL không lớn 25% Hiệu phanh dừng xe (điều khiển tay chân) + Chế độ thử : phương tiện không tải - Dừng độ dốc 20 % tất loại xe thử dốc tổng lực phanh không nhỏ 16% trọng lượng tồn phương tiện khơng tải thử băng thử Tiêu chuẩn chủ yếu sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm mục đích cho phép ô tô lưu hành đường nhằm đảm bảo an toàn chuyển động Đối với sở nghiên cứu hay thiết kế hay chế tạo cần áp dụng tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn, Việt Nam thử nghiệm áp dụng tiêu chuẩn hệ thống phanh TCVN 5658-1999 2.2.2 Tiêu chuẩn Liên Xô Yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện đánh giá lực lớn cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển hành trình tương ứng chúng Giá trị thể hin bng 2.2 Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:6 Đồ án tốt nghiệp Thiết kÕ bƯ thư phanh «t« Bảng 2.2 Giá trị tối đa lực điều khiển hành trình tương ứng Phương pháp Hệ thống phanh Chủng loại Pmax Smax ô tơ (N) (mm) Phanh chân, phanh - Ơ tơ du lịch 500 150 dừng, phanh dự trữ - Ơ tơ tải, khách 700 180 Phanh dự trữ - Ô tơ du lịch 400 160 phanh dừng - Ơ tơ tải, khách 600 220 điều khiển Bằng tay đòn Bằng tay địn Đối với hệ thống phanh chính, giá trị tiêu đánh giá cho tương ứng với dạng thử khác nhau: Thử 0: để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh nguội thường tiến hành cho trường hợp: Động tách không tách khỏi hệ thống truyền lực Thử I: để xác định hiệu hệ thống phanh cấu phanh làm việc nóng lên Dạng thử bao gồm hai giai đoạn, giai đoạn thử sơ cấu phanh nóng lên sau đến giai đoạn thử để xác định hiệu phanh Thử II: để xác định hiệu hệ thống phanh tơ chuyển động xuống dốc dài Các tiêu chuẩn hiệu phanh phanh dừng Liên Xô thể trong: bảng 2.3 bảng Bảng 2.3 Tiêu chuẩn đánh giá hiệu phanh Tốc độ Lực tác Dạng Quãng Gia tốc thử đường chậm dần Số Chủng loại trước dụng lên TT ôtô phanh bàn đạp phanh.Sp( ổn định.Jp V0, Km/h Pbđ(N)(≤) m),() (m/s2),() 43,2 7,0 I 54,0 5,4 II 57,5 5,0 Ơ tơ du lịch Micrôbuyt với số chỗ 80 500 ngồi ≤ Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:7 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bệ thử phanh «t« Tốc độ Lực tác Dạng Quãng Gia tốc thử đường chậm dần Số Chủng loại trước dụng lên TT ôtô phanh bàn đạp phanh.Sp( ổn định.Jp V0, Km/h Pbđ(N)(≤) m),() (m/s2),() 25,8 7,0 I 32,3 5,3 II 34,3 4,9 32,1 6,0 I 40,1 4,5 II 42,7 4,1 44,8 5,5 I 56,0 4,1 < 3,5 II 59,6 3,8 Ơ tơ tải, trọng 25,0 5,5 I 31,3 4,0 II 33,3 3,7 17,2 5,5 I 21,5 4,0 >12 II 22,9 3,7 Đồn tô với 26,5 5,5 I 33,1 4,0 II 35,2 3,7 18,4 5,5 I 23,0 3,9 II 24,5 3,6 Ơ tơ bt > 8CN trọng 60 700 lượng tồn ≤ Ơ tơ bt với trọng lượng 60 700 toàn > Ơ tơ tải, trọng lượng tồn lượng toàn 70 50 700 700 từ 3,5 đến 12 Ơ tơ tải, trọng lượng tồn trọng lượng 40 50 700 700 toàn từ 3,5 đến 12 Đồn tơ với trọng lượng tồn > 12 40 700 Sinh viªn thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:8 Đồ ¸n tèt nghiƯp ThiÕt kÕ bƯ thư phanh «t« Bảng 2.4 Các tiêu chuẩn đánh giá hiệu hệ thống phanh dự trữ Số TT Chủng loại ô tô Tốc độ Lực tác dụng lên Quãng Gia tốc trước phận điều khiển đường chậm dần phanh bàn đạp Pbđ,N, (≤) phanh ổn định V0,(Km/h) Tay Bàn đạp đòn Sp(m) Jp (m/s2) () () Ơ tơ du lịch Micrôbuyt với số 80 400 500 90,1 3,0 60 600 700 52,2 3,0 60 600 700 52,2 3,0 70 600 700 79,0 2,8 50 600 700 42,5 2,8 40 600 700 28,4 2,8 50 600 700 44,0 2,8 chỗ ngồi Ơ tơ bt > CN trọng lượng tồn ≤ Ơ tơ bt với trọng lượng tồn > Ơ tơ tải, trọng lượng tồn 12 Đồn tơ với trọng lượng tồn từ 3,5 đến 12T Sinh viªn thùc hiƯn: Ng« C«ng Tíi _ Líp :02C4 Trang:9 ... kiểm tra đồng thời bánh xe, bệ thử chia ra: - Bệ thử kiểm tra phanh bánh xe - Bệ thử kiểm tra phanh hai bánh xe - Bệ thử kiểm tra phanh ba bánh xe - Bệ thử kiểm tra phanh đồng thời tất bánh xe... TÍCH CÁC BỆ THỬ PHANH, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 3.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU PHÂN LOẠI BỆ THỬ PHANH 3.1.1 Công dụng Bệ thử phanh thiết bị tỉnh thiết kế nhằm mục đích đánh giá hiệu hệ thống phanh thông qua... quay ? ?tô Lực phanh ô tô lúc là: Ppd = Jpd Suy ra: Sp = Trong đó: - rd: bán kính động học bánh xe Động thử xe bệ thử ln quỏn tớnh s l: Sinh viên thực hiện: Ngô Công Tới _ Lớp :02C4 Trang:16 Đồ án